Question

6．如圖所示，電源電壓恒為4.5V，電壓表量程為“0～3V”，滑動變阻器R規(guī)格為“20Ω，1A”，燈泡L標(biāo)有“3.0V，1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻變化）．燈泡的正常工作的電流是0.5A．當(dāng)變阻器的滑片向右移時，電壓表示數(shù)將變�。ㄌ睢白兇蟆被颉白冃　保�，為了保證電路安全，滑動變阻器阻值變化的范圍是3Ω～12Ω．

Answer 1

分析 根據(jù)P=UI的變形公式可知燈泡正常發(fā)光的電流；根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$的變形公式求出燈泡的阻值；根據(jù)滑片向右接入電路阻值的變化，然后根據(jù)串聯(lián)電路分壓的規(guī)律可知電壓表示數(shù)的變化；
當(dāng)電路電流為燈泡的額定電流時，電路中的電流最大，滑動變阻器接入電路的阻值最小，結(jié)合串聯(lián)電路電壓、電流規(guī)律以及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路最小阻值；
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器接入電路的阻值最大；根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律以及歐姆定律求出滑動變阻器接入電路的最大阻值．

解答 解：由P=UI可知，燈泡的額定電流：I_L=$\frac{{P}_{L}}{{U}_{L}}$=$\frac{1.5W}{3V}$=0.5A；
由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可得，燈絲的阻值：R_L=$\frac{{U}_{L}^{2}}{{P}_{L}}$=$\frac{（3V）^{2}}{1.5W}$=6Ω；
當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，滑動變阻器接入電路的阻值減��；根據(jù)串聯(lián)電路的分壓規(guī)律可知，滑動變阻器兩端電壓減小，即電壓表示數(shù)變�。�
當(dāng)電路中的電流等于燈泡的額定電流0.5A時，滑動變阻器接入電路的阻值最小；
因為串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以滑動變阻器兩端電壓：U_滑=4.5V-3V=1.5V；
由I=$\frac{U}{R}$可得：R_最小=$\frac{{U}_{滑}}{{I}_{最大}}$=$\frac{1.5V}{0.5A}$=3Ω；
當(dāng)電壓表示數(shù)為3V時，滑動變阻器接入電路的阻值最大；
因為串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以燈泡兩端電壓：U_L′=4.5V-3V=1.5V；
電路中的最小電流：I_最小=$\frac{{U}_{L}′}{{R}_{L}}$=$\frac{1.5V}{6Ω}$=0.25A；
由I=$\frac{U}{R}$可得：R_最大=$\frac{{U}_{滑}′}{{I}_{最小}}$=$\frac{3V}{0.25A}$=12Ω，
故滑動變阻器接入電路的阻值范圍：3Ω～12Ω．
故答案為：0.5；變小；3Ω～12Ω．

點評 本題考查了串聯(lián)電路的特點和歐姆定律、電功率公式的靈活應(yīng)用，關(guān)鍵是根據(jù)燈泡的額定電流確定電路中的最大電流和電壓表的最大示數(shù)確定電路中的最小電流，并且要知道燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等．